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root/radiance/ray/src/rt/aniso.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/rt/aniso.c (file contents):
Revision 2.12 by greg, Thu Apr 16 13:29:06 1992 UTC vs.
Revision 2.24 by greg, Mon Mar 8 12:37:18 1993 UTC

# Line 19 | Line 19 | static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
19   extern double  specthresh;              /* specular sampling threshold */
20   extern double  specjitter;              /* specular sampling jitter */
21  
22 + static  agaussamp();
23 +
24   /*
25 < *      This anisotropic reflection model uses a variant on the
26 < *  exponential Gaussian used in normal.c.
25 > *      This routine implements the anisotropic Gaussian
26 > *  model described by Ward in Siggraph `92 article.
27   *      We orient the surface towards the incoming ray, so a single
28   *  surface can be used to represent an infinitely thin object.
29   *
# Line 34 | Line 36 | extern double  specjitter;             /* specular sampling jitte
36   *  8  red      grn     blu     rspec   u-rough v-rough trans   tspec
37   */
38  
39 + #define  BSPEC(m)       (6.0)           /* specularity parameter b */
40 +
41                                  /* specularity flags */
42   #define  SP_REFL        01              /* has reflected specular component */
43   #define  SP_TRAN        02              /* has transmitted specular */
# Line 68 | Line 72 | FVECT  ldir;                   /* light source direction */
72   double  omega;                  /* light source size */
73   {
74          double  ldot;
75 <        double  dtmp, dtmp2;
75 >        double  dtmp, dtmp1, dtmp2;
76          FVECT  h;
77          double  au2, av2;
78          COLOR  ctmp;
# Line 101 | Line 105 | double  omega;                 /* light source size */
105                          au2 = av2 = omega/(4.0*PI);
106                  else
107                          au2 = av2 = 0.0;
108 <                au2 += np->u_alpha * np->u_alpha;
109 <                av2 += np->v_alpha * np->v_alpha;
108 >                au2 += np->u_alpha*np->u_alpha;
109 >                av2 += np->v_alpha*np->v_alpha;
110                                                  /* half vector */
111                  h[0] = ldir[0] - np->rp->rdir[0];
112                  h[1] = ldir[1] - np->rp->rdir[1];
113                  h[2] = ldir[2] - np->rp->rdir[2];
110 –                normalize(h);
114                                                  /* ellipse */
115 <                dtmp = DOT(np->u, h);
116 <                dtmp *= dtmp / au2;
115 >                dtmp1 = DOT(np->u, h);
116 >                dtmp1 *= dtmp1 / au2;
117                  dtmp2 = DOT(np->v, h);
118                  dtmp2 *= dtmp2 / av2;
119                                                  /* gaussian */
120 <                dtmp = (dtmp + dtmp2) / (1.0 + DOT(np->pnorm, h));
121 <                dtmp = exp(-2.0*dtmp) / (4.0*PI * sqrt(au2*av2));
120 >                dtmp = DOT(np->pnorm, h);
121 >                dtmp = (dtmp1 + dtmp2) / (dtmp*dtmp);
122 >                dtmp = exp(-dtmp) * (0.25/PI)
123 >                                * sqrt(ldot/(np->pdot*au2*av2));
124                                                  /* worth using? */
125                  if (dtmp > FTINY) {
126                          copycolor(ctmp, np->scolor);
127 <                        dtmp *= omega / np->pdot;
127 >                        dtmp *= omega;
128                          scalecolor(ctmp, dtmp);
129                          addcolor(cval, ctmp);
130                  }
# Line 139 | Line 144 | double  omega;                 /* light source size */
144                   *  is always modified by material color.
145                   */
146                                                  /* roughness + source */
147 +                au2 = av2 = omega / PI;
148 +                au2 += np->u_alpha*np->u_alpha;
149 +                av2 += np->v_alpha*np->v_alpha;
150 +                                                /* "half vector" */
151 +                h[0] = ldir[0] - np->prdir[0];
152 +                h[1] = ldir[1] - np->prdir[1];
153 +                h[2] = ldir[2] - np->prdir[2];
154 +                dtmp = DOT(h,h);
155 +                if (dtmp > FTINY*FTINY) {
156 +                        dtmp1 = DOT(h,np->pnorm);
157 +                        dtmp = 1.0 - dtmp1*dtmp1/dtmp;
158 +                        if (dtmp > FTINY*FTINY) {
159 +                                dtmp1 = DOT(h,np->u);
160 +                                dtmp1 *= dtmp1 / au2;
161 +                                dtmp2 = DOT(h,np->v);
162 +                                dtmp2 *= dtmp2 / av2;
163 +                                dtmp = (dtmp1 + dtmp2) / dtmp;
164 +                        }
165 +                } else
166 +                        dtmp = 0.0;
167                                                  /* gaussian */
168 <                dtmp = 0.0;
168 >                dtmp = exp(-dtmp) * (1.0/PI)
169 >                                * sqrt(-ldot/(np->pdot*au2*av2));
170                                                  /* worth using? */
171                  if (dtmp > FTINY) {
172                          copycolor(ctmp, np->mcolor);
173 <                        dtmp *= np->tspec * omega / np->pdot;
173 >                        dtmp *= np->tspec * omega;
174                          scalecolor(ctmp, dtmp);
175                          addcolor(cval, ctmp);
176                  }
# Line 176 | Line 202 | register RAY  *r;
202          nd.specfl = 0;
203          nd.u_alpha = m->oargs.farg[4];
204          nd.v_alpha = m->oargs.farg[5];
205 <        if (nd.u_alpha < 1e-6 || nd.v_alpha <= 1e-6)
205 >        if (nd.u_alpha < FTINY || nd.v_alpha <= FTINY)
206                  objerror(m, USER, "roughness too small");
207                                                  /* reorient if necessary */
208          if (r->rod < 0.0)
# Line 196 | Line 222 | register RAY  *r;
222                  else
223                          setcolor(nd.scolor, 1.0, 1.0, 1.0);
224                  scalecolor(nd.scolor, nd.rspec);
225 +                                                /* improved model */
226 +                dtmp = exp(-BSPEC(m)*nd.pdot);
227 +                for (i = 0; i < 3; i++)
228 +                        colval(nd.scolor,i) += (1.0-colval(nd.scolor,i))*dtmp;
229 +                nd.rspec += (1.0-nd.rspec)*dtmp;
230                                                  /* check threshold */
231                  if (specthresh > FTINY &&
232                                  (specthresh >= 1.-FTINY ||
233 <                                specthresh > nd.rspec))
233 >                                specthresh + .05 - .1*frandom() > nd.rspec))
234                          nd.specfl |= SP_RBLT;
235                                                  /* compute refl. direction */
236                  for (i = 0; i < 3; i++)
# Line 209 | Line 240 | register RAY  *r;
240                                  nd.vrefl[i] = r->rdir[i] + 2.*r->rod*r->ron[i];
241          }
242                                                  /* compute transmission */
243 <        if (m->otype == MAT_TRANS) {
243 >        if (m->otype == MAT_TRANS2) {
244                  nd.trans = m->oargs.farg[6]*(1.0 - nd.rspec);
245                  nd.tspec = nd.trans * m->oargs.farg[7];
246                  nd.tdiff = nd.trans - nd.tspec;
# Line 218 | Line 249 | register RAY  *r;
249                                                          /* check threshold */
250                          if (specthresh > FTINY &&
251                                          (specthresh >= 1.-FTINY ||
252 <                                        specthresh > nd.tspec))
252 >                                specthresh + .05 - .1*frandom() > nd.tspec))
253                                  nd.specfl |= SP_TBLT;
254                          if (DOT(r->pert,r->pert) <= FTINY*FTINY) {
255                                  VCOPY(nd.prdir, r->rdir);
256                          } else {
257                                  for (i = 0; i < 3; i++)         /* perturb */
258 <                                        nd.prdir[i] = r->rdir[i] -
228 <                                                        0.5*r->pert[i];
258 >                                        nd.prdir[i] = r->rdir[i] - r->pert[i];
259                                  if (DOT(nd.prdir, r->ron) < -FTINY)
260                                          normalize(nd.prdir);    /* OK */
261                                  else
# Line 290 | Line 320 | register ANISODAT  *np;
320                  np->specfl |= SP_BADU;
321                  return;
322          }
323 <        multv3(np->u, np->u, mf->f->xfm);
323 >        if (mf->f != &unitxf)
324 >                multv3(np->u, np->u, mf->f->xfm);
325          fcross(np->v, np->pnorm, np->u);
326          if (normalize(np->v) == 0.0) {
327                  objerror(np->mp, WARNING, "illegal orientation vector");
# Line 318 | Line 349 | register ANISODAT  *np;
349                  d = urand(ilhash(dimlist,ndims)+samplendx);
350                  multisamp(rv, 2, d);
351                  d = 2.0*PI * rv[0];
352 <                cosp = np->u_alpha * cos(d);
353 <                sinp = np->v_alpha * sin(d);
352 >                cosp = cos(d) * np->u_alpha;
353 >                sinp = sin(d) * np->v_alpha;
354                  d = sqrt(cosp*cosp + sinp*sinp);
355                  cosp /= d;
356                  sinp /= d;
# Line 350 | Line 381 | register ANISODAT  *np;
381                  d = urand(ilhash(dimlist,ndims)+1823+samplendx);
382                  multisamp(rv, 2, d);
383                  d = 2.0*PI * rv[0];
384 <                cosp = cos(d);
385 <                sinp = sin(d);
384 >                cosp = cos(d) * np->u_alpha;
385 >                sinp = sin(d) * np->v_alpha;
386 >                d = sqrt(cosp*cosp + sinp*sinp);
387 >                cosp /= d;
388 >                sinp /= d;
389                  rv[1] = 1.0 - specjitter*rv[1];
390                  if (rv[1] <= FTINY)
391                          d = 1.0;
392                  else
393                          d = sqrt(-log(rv[1]) /
394 <                                (cosp*cosp*4./(np->u_alpha*np->u_alpha) +
395 <                                 sinp*sinp*4./(np->v_alpha*np->v_alpha)));
394 >                                (cosp*cosp/(np->u_alpha*np->u_alpha) +
395 >                                 sinp*sinp/(np->v_alpha*np->u_alpha)));
396                  for (i = 0; i < 3; i++)
397                          sr.rdir[i] = np->prdir[i] +
398                                          d*(cosp*np->u[i] + sinp*np->v[i]);

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